Derzeit gibt es in der Kommission I die Arbeitsgruppe

3-4D Bodenmodell

unter Leitung von PD Dr. Horst Gerke.

Informationen zur flächenhaften Verteilung von Böden liegen zurzeit überwiegend räumlich zweidimensional (2D-Bodenkarten) vor. Die dritte Dimension inklusive der Horizontabfolgen wird durch die Eigenschaften der Bodentypen charakterisiert. Die 3D-Verteilung von Böden in der Landschaft ist jedoch kein einfaches Nebeneinander von 1D-vertikalen Bodenprofilen, und die Heterogenität ist meist nicht zufällig. Bodenlandschaften stellen ein 3D Kontinuum von Bodentypen dar mit komplex ineinander verzahnten Horizontabfolgen.

Zur Quantifizierung von Bodenfunktionen (Pflanzenstandort, Wasserhaushalt, Stoffumsatz) mittels  numerischer Simulationsmodelle werden letztlich auch 3D räumlich verteilte Bodeneigenschaften benötigt. Zur Erfassung dieser Verteilungen und Validierung dieser Modelle werden u.a. nicht-invasive Verfahren und Monitoring-Systeme zur Erfassung von Zustandsgrößen entwickelt. Auch die sich im Aufbruch befindliche pedologische Modellierung kann zur Entwicklung von 3D Bodenmodellen beisteuern.

Zeitliche Veränderungen von Böden, die vierte Dimension (4D), werden bislang noch relative wenig untersucht. Böden gehen durch Bebauung verloren oder werden durch die Nutzung in ihrer Funktion verändert. Erosionsereignisse, Ein- und Auswaschungen, Auf- und Abbau von organischer Bodensubstanz und anthropogene Eingriffe führen in zunehmendem Maße zu Veränderungen, die sich in vorhandenen Bodeninformationen nicht ausreichend abbilden. Auswirkungen der Bodennutzung, wie z.B. Fahrspuren im Acker, lassen sich zudem nicht isoliert von der räumlichen Umgebung im Boden betrachten.

Um die bisherigen 2D-Bodenkarten weiter zu entwickeln,  müsste ein 3D Bodenmodell aufgebaut werden, welches in bestimmten Zeitabständen regelmäßig aktualisiert werden könnte. Beobachtung und Bilanzierung von Veränderungen (u.a. Bodendauerbeobachtung) würde eine intensivere Zusammenarbeit zwischen Forschung und bodenkundlichen Ämtern erfordern. Methoden für die Erstellung eines solchen Bodenmodells wären prinzipiell vorhanden: CAD oder 3D GIS Modelle, wie sie z.B. in der Geologie bereits eingesetzt werden, außerdem nicht-invasive geophysikalische Techniken, Fernerkundungsmethoden oder Laservermessung. Diese DBG Arbeitsgruppe würde die Aktivitäten in Programmen wie Bonares oder des International Soil Modelling Consortiums (ISMC) ergänzen.

Die Arbeitsgruppe bietet einen Rahmen für den fachlichen Austausch für diejenigen innerhalb der DBG, die sich mit 3D Bodendaten und Bodenmodellen beschäftigen. Durch den Wissenstransfer zwischen Forschung und Anwendung werden neue Forschungsfragen erwartet. Ein Fernziel dieser AG könnte eine DBG Initiative zur langfristigen flächendeckenden 3D-Erfassung der Böden in Deutschland als staatliche Aufgabe sein (dynamisches 3D Bodenkataster); u.a. dazu könnte die AG einen Vorschlag entwickeln.

Kontakt:
PD Dr. Horst H. Gerke

Institut für Bodenlandschaftsforschung
Leibniz-Zentrum für Agrarlandschaftsforschung (ZALF) e. V.
Eberswalder Straße 84
15374 Müncheberg

T +49 (0)33432 82-229
F +49 (0)33432 82-280